В. Зубчук, Л. Худякова, м. Київ

Описано новий апарат для магнітної терапії – маг-нітостімулятор МС-92м, створений на кафедрі фізичної та біомедичної електроніки національного технічного університету України. Наведено опису функціональної та принципової схем приладу.

В даний час через надмірне застосування в різних галузях народного господарства хімічних речовин різко збільшилася алергізація і захворюваність населення. Використання в сучасній медицині великої кількості хіміопрепаратів посилило ці явища. Тому й виникла потреба у використанні безмедикаментозних засобів терапії, серед яких важливе місце займає терапія низькочастотним електричним і магнітним полями.

Впливу магнітних полів ведуть до таких лікувальних ефектів, як протизапальний, протівоотеч-ний, знеболюючий і стимулюючий регенерацію тканини. Зокрема, магнітним полем лікують судинні захворювання, захворювання нервової системи, хвороби суглобів та хребта, травми та їх наслідки, термічні ураження, а також використовують лікування магнітним полем в гінекології, дерматології, урології.

В даний час в країнах СНД серійно виробляється апарат «Полюс-1» [1], розроблений під ВНИИМПом. Апарат призначений для місцевого лікувального впливу односпрямованим низькочастотним змінним магнітним полем. «Полюс-1» має три види індукторів: з П-об-різним і прямим сердечниками і порожнинної індуктор. Лікування проводять за допомогою одного або двох змінних індукторів, встановлюваних поперечно або продольно. Регулюють магнітну інтенсивність 4 ступенями. Індукція магнітного поля (МП) 25-35 мТл. МП швидко затухає і на відстані 5-6 см від індуктора майже відсутня. Апарат працює в безперервному і переривчастому режимах.

Інший апарат – «Полюс-101» призначений для впливу змінним магнітним полем на кінцівки. Індуктори до нього виконані у вигляді двох соленоїдів. Один з них індукує змінне магнітне поле частотою 700 Гц, інший частотою 1000 Гц. Максимальна індукція в центрі соленоїда складає 1,5 мТл, у внутрішніх його стінок -2,5 мТл. На кожної наступної щаблі індукція збільшується на 25%.

Р.П. Кикуті і Д.К. Міллерс розробили пристрій для магнітотерапії, яке забезпечує багаторазове вплив магнітного поля на тіло людини з високою точністю просторової орієнтації та можливістю контролю за станом пацієнта в процесі лікування [2].

В Японії створено апарат для магнітотерапії «Магні-ТАЙЗЕР». Інтенсивність генерованого їм магнітного поля 50-80 мТл. Існує кілька моделей «Магнітайзера»: М-Р1 призначений для Двоелектродна сеансів; М-МХ-матрац, що складається з трьох незалежних частин з двома електродами в кожній, електроподушкі і ручного переносного електрода; переносний прилад М-Р використовується для контакту електродів з будь-якою частиною тіла і призначений для стаціонарних і амбулаторних умов.

У Румунії для магнітотерапії використовують апарат «Магнітодіафлюкс», забезпечений двома індукторами-соленоїдами діаметром 30 і 60 см і забезпечує переривчастий режим Магнітотерапевтичний впливу.

В Італії експлуатується апарат «Ронсфор», що складається з індуктора з програмним управлінням, кушетки для хворого і індуктора-соленоїда, що пересувається уздовж кушетки. Індукція магнітного поля 2,8 мТл.

В Україні створено зразок апарату «ЕЯ», що генерує магнітне поле від 2,5 до 10 мТл. Розроблені установка “УМТ-1” для створення магнітного поля 5-30 мТл і частоти 1-100 Гц; генератор імпульсного магнітного поля “Алімпій-1” і “3везда-3”, індукція магнітного поля 0,05-2,5 мТл, частота проходження імпульсів 1-1000 Гц [3].

На кафедрі фізичної та біомедичної електроніки Національного технічного університету України КПІ розроблений новий апарат для магнітної терапії-магнітостімулятор “МС-92м”. Він призначений для терапевтичного впливу на організм людини постійним і змінним магнітним полем індукцією 5-30 мТл. Прилад має два індуктора з діаметром робочої поверхні 36 мм. Портативність і електробезпека приладу

дозволяють лікувати хворих не тільки в умовах стаціонару, але й в амбулаторно-клінічних мережах, на дому.

Важливими параметрами серійних апаратів даного класу є, зокрема, максимальне значення індукції електромагнітного поля, споживана апаратом енергія, коефіцієнт корисної дії, маса і габаритні розміри, а також собівартість і продажна ціна виробів. Це визначає умови широкого впровадження апаратів в практичну медицину та їх конкурентоспроможність на ринку виробів медичної техніки.

На рис.1 наведена функціональна схема магніто-стимулятора “МС-92м”. Він складається з генератора лінійно-змінює напругу 1, блоку перемикачів режимів 2, задаючого генератора 3, блоку формування сигна

лов (БФС) 4, блоку підсилення 5, індукторів I і II (6 і 7), блоку контролю 8, блоку живлення 9.

Після включення живлення генератор лінійно-змінює напруги виробляє періодичний сигнал трикутної форми з періодом проходження 20 с, який надходить на вхід блоку перемикачів режимів і далі на вхід генератора, що задає у вигляді сигналу керування частотою генерації. У залежності від положення перемикачів режимів роботи задає генератор видає фіксовану частоту F, змінні частоти 1-F або 90 100 Гц. Вихідні імпульси з задаючого генератора надходять в блок формування сигналів (БФС), який являє собою ППЗУ з ультрафіолетовим стиранням. У БФС в цифровій формі закодовані 16 форм сигналів.

Цифрові коди з ППЗУ надходять на цифроаналоговий перетворювач, на виході якого формується апроксимувати кусково-постійною функцією аналоговий сигнал одного періоду вихідних імпульсів. Аналоговий сигнал з виходу БФС надходить до блоку посилення, який підсилює ці сигнали по потужності з навантаженням на індуктори I і II (блоки 6 і 7), перетворюючі його в магнітне поле певної форми, частоти і індукції.

Блок контролю дозволяє візуально спостерігати за робочими параметрами частоти та індукції електромагнітного поля, які виробляються приладом в обох каналах. Для установки тривалості тієї чи іншої процедури прилад забезпечений таймером.

Генератор ленейно-змінює напруги (рис.2) побудований на операційному підсилювачі DA1. Резистором R2 можна регулювати рівень зміщення пилоподібного на пруження щодо нульового потенціалу, а змінним резистором R7 – період слідування.

Блок перемикання режимів являє собою набір дільників напруги, які включаються за допомогою перемикачів F (режим фіксованої частоти), 1-F (режим плаваючої регульованою частоти), 90-100 (режим плаваючої нерегульованої частоти).

Задаючий генератор (рис.2) побудований на операційному підсилювачі DA2. У залежності від положення перемикачів режимів генератор виробляє таку частоту, яка відповідає на виході приладу сигналам обраної форми з фіксованою частотою F або змінними 1-F, 90-100 Гц. Змінний резистор R10 служить для підстроювання потрібної частоти.

Блок формування сигналів (рис.2) складається з циф-роаналогового перетворювача (схеми інверторів D10, набір прецизійних резисторів R19-R31), ППЗУ (D9), двійкового лічильника (D8), тригера (D6.1), інверторів (D4.2, D4.3) і перемикачів «1» – «4», «Пауза».

У залежності від положення перемикачів «1» – «4» формується адреса, що визначає, з якої області пам’яті ППЗУ вибирається сигнал необхідної форми. При цьому двійковий код з лічильника D8 і частота з задаючого генератора надходять в ППЗУ і визначають поточну адресу осередків, в яких записані коди ординат зчитує сигналу. Коди сигналу з виходу ППЗУ перетворюються в аналогову форму цифроаналоговим перетворювачем і надходять у блок посилення.

Перемикач «Пауза», тригер D6.1 і інвертори D4.2, D4.3 задають режим, в якому вихідна частота необхідної форми сигналу зменшується в два рази, тобто після кожного сигналу обраної форми слід пауза тривалістю в один період сигналу.

Блок посилення (рис.2) складається з попереднього підсилювача (D11.1, D11.2) і двох ідентичних каналів вихідних підсилювачів потужності, що забезпечують керування робочими індукторами L1 і L2 (D11.3, V5, V6, V14, V15 і D11.4, V7, V8, V16, V17). Перемикач «Інверсія» дає можливість перемикати полярність індуктора L1 і забезпечувати синфазний або протівофазний режим по відношенню до індуктора L2. За допомогою здвоєних змінних резисторів R1.1, R1.2 і R2.1, R2.2 можна регулювати величини індукції в кожному з каналів незалежно.

Блок контролю 8 (рис.2) включає в себе міліамперметр РА, транзистор V13, динамік, перемикач «Канал 1», «Канал 2», «В», «F».

Перемикачі «F» і «В» забезпечують комутацію контрольованих значень частоти і індукції імпульсів електромагнітного поля по кожному з каналів. Динамік служить для звукової сигналізації роботи приладу для зручності обслуговуючого персоналу.

Таймер включає в себе тригер D6.2, двійковий лічильник D3, десятковий лічильник з дешифратором на виході D5,

три інвертора (D4.1, D4.2, D4.3), перемикачі «Старт» і «Час процедури».

Перемикачем «Старт» тригер D6.2 встановлюється в стан лог. “0”, дозволяючи роботу лічильників D3, D5. Сигнал з виходу генератора, побудованого на елементі DA1, подається на вхід двійкового лічильника D3. Внаслідок цього кожні 2,5 хв на лічильник з дешифратором D5 через інвертор D4.1 надходить позитивний перепад, і на першому виході лічильника D5 через 5 хв встановлюється рівень лог. ‘Т, а на інших виходах – рівні лог. “0”. Кожен наступний позитивний перепад на рахунковому вході зміщує рівень лог. «1» на наступний вихід, а на його місці встановлюється рівень лог. «0». Так продовжується до тих пір, поки позитивний перепад з одного з виходів лічильника не надійде через перемикач «Час процедури» на рахунковий вхід тригера D6.2, який перемикається в стан лог. «1». Тим самим блокується робота лічильників D3, D5, і відбувається установка їх у вихідний нульовий стан.

Індуктори L1 і L2 (блоки 6 і 7, рис. 2) являють собою виносні котушки, які через роз’єм з’єднані з виходами підсилювачів потужності і забезпечують індукцію електромагнітного поля від 0 до 30 мТл.

Проведений комплекс технічних і клінічних випробувань в фізіотерапевтичних відділеннях різних клінік дозволяє зробити висновок про високу ефективність магнітостімулятора при лікуванні широкого класу захворювань. Відсутність побічних ефектів і протипоказань до використання магнітотерапії в клінічній практиці, низька вартість експлуатації апарату, відсутність витратних матеріалів, високий ступінь електробезпеки, відсутність безпосереднього контакту з тілом пацієнта і, отже, виключення можливості перенесення інфекцій обумовлюють широкі перспективи розвитку даного напрямки фізіотерапії. Література

1. Самосюк І.З., Фісенко Л.І., Чухраєв Н.В., Ужов С.А., Шимко Г.Є. Електропунктурна діагностика. Вип. 1. – К.: АТ Укрпрофздравниця, 1997.-206с.

2. Застосування штучних магнітних полів в експериментальній і клінічній медицині. Ч. 1. Механізми впливу і відповідні реакції живого організму.: Огляди по електронній техніці. Електроніка НВЧ / Ю.М. Райгород-ський, В.Ф. Горяїнов, Ю.А. Кудрін и др. – М.: ЦНДІ Електроніка, 1987. Вип.4 (1249).

3. Самосюк І.З., Чухраєв Н.В., Шимко Г.Є., Біцон А.В. Терапія електромагнітними хвилями міліметрового діапазону. Вип. 1.2.-К.: НМЦ Медичні інноваційні технології, 1999. – 216с.